Site icon Granite of science

Физика в мире животного: лапа геккона


Гекконы — обитатели тропических и субтропических областей Старого и Нового Света. Эти ящерицы живут и на континентах и на островах, ареал их распространения обширен. У гекконов есть одна особенность — они умеют удерживаться практически на любой поверхности. Вес тела животного удерживает даже одна лапа. Поверхность может быть любой — дерево, скальная порода, даже полированное стекло.
На эту особенность геккона обращали внимание ещё древние греки. Аристотель пытался понять принцип закрепления лапы ящерицы, интересовались им и ученые средневековья, изучают их и в наше время. Есть несколько теорий, объясняющих этот феномен.
— Присоски на пальцах. Одно из первых объяснений, которое выглядело вполне логично. Правда после изучения лапы геккона под микроскопом оказалось, что присосок на пальцах нет. К сожалению, миф о присосках живёт по сей день.


-Электростатика.Ещё одно правдоподобное объяснение, которое было опровергнуто, создав условия, при которых заряда на лапах геккона просто не могло быть, но он всё равно держался на гладкой поверхности.
— Сцепление лап геккона с неровностями поверхности. Это объяснение тоже не подходит, т.к. гекконы передвигаются по вертикальной поверхности полированного стекла. Более того они могут двигаться и по потолку из того же материала.
С появлением электронного микроскопа лапу геккона удалось изучить во всех деталях. Как оказалось, она покрыта чрезвычайно тонкими щетинками, длина которых составляет до сотни микрометров. Концентрация щетинок на единицу площади поверхности лапы очень высока, более 14000 волосков на 1 кв.мм. Каждая щетинка в свою очередь делится на конце на 400-1000 еще более мелких волокон. Толщина таких волокон составляет 0,2 мкм. На 1 кв.см. контакта с поверхностью приходится около 2 мрд. волокон, каждое из которых к концу расширяется.


Американские ученые выяснили, что микроскопические волоски на лапах геккона сцепляются с опорной поверхностью посредством ван-дер-ваальсовых сил. Ван-дер-вальсовые силы- силы межмолекулярного взаимодействия с энергией 10-20 кДж/моль.На определенном расстоянии между молекулами силы притяжения и отталкивания друг друга уравновешивают, и образуется устойчивая система. Именно такую систему составляет лапа геккона с поверхностью, с которой она соприкасается.
Сложное строение обеспечивает и еще одно ее свойство—гидрофобность. Лапа отталкивает воду и грязь, благодаря чему геккон может неплохо передвигаться по влажным поверхностям.
Тело рептилии играет роль пружины, которая прижимает лапы к поверхности. И чем больше масса тела геккона, тем сильнее эта пружина.

Exit mobile version